焦紅蘭

（南京交通職業技術學院汽車工程學院，江蘇南京　211188）

　　摘　要：汽車輪轂軸承從受力分（fèn）析看，主要承受通過懸架係統傳遞而來的汽車的重量，但從裝配（pèi）關係看，汽車輪轂軸承主要與製動（dòng）係統連接裝（zhuāng）配。所以輪轂軸承也是汽車的重要件，對汽車整體性能起著關鍵的作用。本文結合（hé）客（kè）車輪轂軸承的使用工況及對售後反饋輪轂（gū）軸承（chéng）的失效型式、失效軸承的材料、硬度（dù）等狀況進（jìn）行分析，列出造成軸承失效的（de）主要原因（yīn）。

　　關鍵詞：滾動軸承；質量失效；輪轂軸承

　　1　產品結構介紹（shào）
　　圓（yuán）錐（zhuī）滾子軸承主要由內圈（quān）、外圈、滾子以及保持架組成，幾何形狀見圖1。圓錐滾子軸承有以下（xià）特點。

　　內、外輪轂軸承分別安裝在後輪（lún）鼓內腔，見圖2裝（zhuāng）配位置示意圖。通過鎖緊螺母（mǔ）將兩軸承的預緊達到一個理想的間隙。軸承的預緊對軸承本身的失效起著至關重要的作用。如何合理的裝（zhuāng）配（pèi）和零件質（zhì）量的（de）提高對軸承失（shī）效的（de）控製很重（chóng）要。

　　汽車輪（lún）轂軸承既承受徑向載荷又承受軸向載荷，是（shì）一（yī）個非（fēi）常重要（yào）的安全件。國內大部分客車都是采（cǎi）用傳統的兩套單獨（dú）的圓錐滾子軸承，如圖2所示，內、外輪轂軸承分別安裝在後輪鼓內腔，通過（guò）鎖緊螺母將兩軸承的預緊達到一個理想的間隙。如何（hé）合（hé）理的裝（zhuāng）配和零件質量的提高對軸承失效的控製很重（chóng）要。這種結構是在汽車裝配時需要（yào）進行（háng）調（diào）整遊隙、預緊（jǐn）、添加潤滑脂等，質量靠裝（zhuāng）配過程中諸多人（rén）為因素控製（zhì）。
　　2　售後數據的（de）分（fèn）析
　　根（gēn）據售後服務的數據分析，共有33起軸承失效故障，頻次分別為開裂、破損、斷裂的情況57%；噪音大故障為19%；磨（mó）損（使用後鬆曠，鬆脫）故障為19%；燒蝕、燒損故障為5%；軸（zhóu）承失效原因分類見圖3。從數據上分析排除批量性的問題，是偶發性的故障。批量性的故障重點從材質、產品設計、產品選型等問題去考慮分析，偶發（fā）性從裝配情況（kuàng），熱處理等情況去分析考慮（lǜ）。0～2000km無失效故障說明整車出廠前沒有失效故（gù）障；到（dào）2500km後陸續出現開裂、斷裂等故障，失效件有部分出現在客車公司強製保養的過程後出現故障。由於客（kè）車公司要求在2000～3000km數強製保養，很大一部分軸承失效是保養過程中沒有將軸承的軸向間隙調（diào）整（zhěng）到合理的間隙範圍，造成軸承失效。初步推（tuī）斷出失效原因可能為軸承軸向間隙過大或過小（xiǎo）、軸承套圈硬度偏高、配合（hé）過盈量等原因。軸承失效故障件行駛裏程（公裏）見圖（tú）4排列圖。

　　3　通過魚刺圖對汽車輪轂軸承失效（xiào）故障的分析
　　我們對造成輪轂軸承故障的現狀進行了（le）分析，組織小（xiǎo）組成員運用頭腦風暴法，結（jié）合目前現有的統計數據，從人（人的要求）、機（工（gōng）裝、設備、量檢具（jù）等）、料（零部件、實物等）、法（標準、產品文件、工藝文件等）、環（環境因素等）和測六方麵進行分析，繪製了導致輪轂軸承失效的魚（yú）刺圖，見圖5。

　　結合對人（rén）、機、料、法（fǎ）、環和測6個方麵描繪出的輪轂軸承失效的魚刺圖以（yǐ）及從返回的售（shòu）後失效件來看，初步（bù）推斷出失效原因可能為軸（zhóu）承軸向間隙過大或過小、軸承套圈硬度偏高、配合過盈量等原因。綜合分析，原因如下：
　　（1）在2000～3000km數強製保養，保養過程中沒有將軸承的軸向間隙（xì）調整到合理的間隙範圍。
　　（2）工藝要求打緊螺母後退回1/8～1/4圈，裝（zhuāng）配工所測的8～15Nm軸承預緊力矩是假象，並（bìng）不是真實的數（shù）值了（此時油封座圈和軸承是否已經到了合適的位置）。
　　（3）軸承套（tào）圈硬度偏高，小擋邊易掉塊，以（yǐ）至於（yú）使得開裂、破裂等失效（xiào）。
　　（4）配合（hé）過盈量小（軸承（chéng）的內徑或外徑超差（chà）未能及時檢驗出造（zào）成套圈打滑燒損）導致軸承套圈打滑產生熱裂紋。
　　（5）軸承保（bǎo）持架竄動量大，導致（zhì）噪音大。
　　（6）在生產包裝前，有（yǒu）異物、粉塵、油（yóu）汙等進入軸承（chéng），軸承沒有清洗幹淨造成（chéng）磨損，使用後鬆曠，鬆脫。
　　4　糾正（zhèng）和改（gǎi）進措施（shī）的製定
　　輪轂軸承故障失效原因分析（xī）清（qīng）楚（chǔ）後，組織相關職（zhí）能人員對分析的問題逐項進行解決（jué）：
　　（1）起草指導文件說明在2000～3000km數強製保養（yǎng）過程（chéng）中裝（zhuāng）配（pèi）軸承的軸向間隙的注意事項，並通過客車企業的售後部門傳達至維修站。
　　（2）裝配工藝作相關調整：敲入輪轂外軸承內圈，然後裝上輪轂軸承調整螺母，將輪轂軸承（chéng）調整螺母擰緊，擰緊力矩為500～550Nm，然後鬆開螺母（mǔ），用手轉動製動（dòng）鼓2～3圈確定軸承正確（què）就（jiù）位，再擰緊到500～550Nm，然後用手轉動製動鼓應（yīng）感到沉重（chóng）以確定軸承預緊，然後退回1/8～1/4圈。這樣反複的打緊鬆（sōng）開目的為了消除軸承之間，以及油封座圈假象的位（wèi）置，確保所測的8～15Nm預緊力矩為真實的。
　　（3）要求軸承製造廠家：熱（rè）處理嚴格控製零件（jiàn）淬火硬度（dù）並增加回火工藝，將硬度控製在標準中的下限HRC60-63。對每批軸承零件熱處理（lǐ）硬度（dù）抽檢檢驗（yàn），發現硬度高（gāo）於HRC63的零件，立（lì）即通知（zhī）熱處理按200℃高溫回火處理。
　　（4）軸（zhóu）承生產過程中：對零件內徑及外徑百分百檢驗後，增加由終檢驗收（shōu），按抽樣方案標準GB2828-87《逐批檢查計數抽樣程序及抽樣表》檢驗合（hé）格後，再進入裝配。
　　（5）更改軸承（chéng）保持架裝配檢查工藝，對成品軸承保持架收縮量的檢驗由抽檢改為全檢，達到0.1～0.5mm工藝範圍。
　　（6）更改成品軸承清洗、塗油包裝工藝規程：對軸承包裝前的（de）清洗油和防鏽油由一個月更換一次，改為半個月更換一次，保證軸承清潔度。
　　5　改進效果及結論
　　ZK6110H客車（chē）輪轂軸承的故障失（shī）效攻關項目在6月底已完成了相關（guān）改進措施並加以實施，由公司售後人（rén）員進行的跟蹤（zōng）及信息反饋（截止十二月底）表明：從2010年1月至9月份輪轂軸承失效共1件（jiàn），同期比（bǐ）較有了很大的改善，達到了預期製定的攻關（guān）目標。
　　通過以上實例可（kě）以（yǐ）看出，產品質（zhì）量的因果關係（xì）完全可以通（tōng）過魚刺圖全麵的反映，它不僅把產品質量中產生的原因與存在的問（wèn）題較全麵的表現出來，而且主、次原（yuán）因層次分明，可以從中反映各種影響質量的因數之間的關（guān）係（xì）。魚（yú）刺（cì）圖的圖（tú）形（xíng）雖然比較簡單（dān），但是需要具備一定的技術理（lǐ）論水平與生（shēng）產經驗，需要對整個生產流程（chéng）控製比較全麵、深入的了解，才能夠繪製出客觀反映實際影（yǐng）響失效因數的魚刺圖。

來源：《科技資訊（xùn）》2014年第27期